CN209217755U - 高可靠性智能充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高可靠性智能充电器，包括主开关电源电路、与所述主开关电源电路连接的辅助电源电路以及分别与所述主开关电源电路和辅助电源电路连接的控制器。本申请通过在充电器中增设了独立辅助电源电路，提高了系统的稳定性和产品的可靠性。

Description

高可靠性智能充电器

技术领域

本实用新型涉及一种高可靠性智能充电器。

背景技术

随着科学技术的发展，充电器在生产过程的应用越来越广泛。现有电动车基本都是通过内置大容量锂电池进行供电的，而大容量锂电池在充电时，需要使用合理的充电系统，才能够使充电时间以及充电效率达到人们的要求。而目前的充电器在稳定性和可靠性上往往达不到要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高可靠性智能充电器，以解决现有的充电的稳定性和可靠性不足的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高可靠性智能充电器，包括主开关电源电路、与所述主开关电源电路连接的辅助电源电路以及分别与所述主开关电源电路和辅助电源电路连接的控制器。

进一步地，所述主开关电源电路包括依次连接的整流滤波电路、主变压器和第一输出控制电路，以及通过转换开关与所述整流滤波电路连接脉宽调制开关电路。

进一步地，所述整流滤波电路包括一端与AC2端连接的断路器、一端与 AC1端连接的第一电阻R1以及依次并联连接断路器的另一端和第一电阻R1的另一端的第二电阻R2、第一电容C1、整流变压器T1、桥式整流器BR和第一滤波电路；所述主变压器的输入线圈与所述第一滤波电路的输出端连接。

进一步地，所述第一输出控制电路包括第二二极管D2、第十三电阻R113、第十二电容C12、第十三电容13、第十四电阻R14和第十五电阻R15；所述第二二极管D2的阳极与所述主变压器的输出线圈的同名端连接，所述第十三电阻R113和第十二电容C12串联后并联在所述第二二极管D2的两端，所述第十三电容13和第十四电阻R14并联后再并联连接在主变压器的输出线圈的异名端和第二二极管D2的阴极之间，输出接口与所述第十四电阻R14的两端相连接。

进一步地，所述脉宽调制开关电路包括第一芯片U1和第一晶体管Q1，所述第一晶体管Q1的漏极通过一转换开关与所述主变压器的输入线圈的同名端连接，第一晶体管Q1的栅极通过第十一电阻R11接地，第一晶体管Q1的漏极与栅极之间连接有第十电容C10；第一晶体管Q1的源极与第一芯片U1的6脚连接有并联连接的第三二极管D3和第八电阻R8；第一芯片U1的7脚通过第九电容C9接地；第一芯片U1的8脚通过第七电阻与4脚连接，通过第八电容 C8接地；第一芯片U1的4脚通过第四电阻R4与3脚连接，通过第七电容C7 接地；第一芯片U1的3脚通过并联连接的第五电容R5和第六电阻R6接地，通过串联连接的第九电阻R9和第十电阻R10连接至第一晶体管Q1的源极，且第九电阻R9和第十电阻R10之间的节点与第十一电阻R11和第一晶体管Q1 的栅极之间的节点连接；第一芯片U1的1脚和2脚之间连接有并联连接的第五电阻R5和第四电容C4。

进一步地，所述辅助电源电路的包括辅助变压器以及与所述辅助变压器连接的电源控制电路和第二输出控制电路。

进一步地，所述电源控制电路包括第二芯片U2；所述第二芯片U2的OC 接口与所述第七二极管D7的阳极连接；第二芯片U2的G接口接地；第二芯片U2的F接口与OC接口之间连接有第十九电阻R19；第二芯片U2的FB接口通过第十六电容C16接地，第二芯片U2的VC接口通过第十七电容C17接地。

进一步地，第二输出控制电路包括第六二极管D6、第十四电容C14、第三晶体管Q3和第一光电耦合器PC1和稳压二极管D9；所述第六二极管D6的阳极与辅助变压器的输出线圈N1的同名端连接，第十四电容C14连接在第六二极管D6的阴极和辅助变压器的输出线圈N1的异名端连接；所述第三晶体管 Q3的集电极与所述第六二极管D6的阴极连接，第三晶体管Q3的发射极与脉宽调制开关电路连接；第三晶体管Q3的基极通过第四六电阻与第一光电耦合器PC1的3脚连接，第一光电耦合器PC1的4脚与第六二极管D6的阳极连接；所述稳压二极管D9的阳极与第三晶体管Q3的基极连接，稳压二极管D9的阴极接地。

进一步地，所述辅助电源电路还包括分别与所述辅助变压器和电源控制电路连接的风机驱动电路；所述风机驱动电路包括第八二极管D8、第二光电耦合器PC2、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R5、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第四晶体管Q4、第一三端稳压管U3和第二三端稳压管U4和第二光电耦合器PC2；所述第八二极管D8的阳极与辅助变压器的输出线圈N2的同名端连接；所述第二十一电阻R21和第二十二电阻R22串接后与第十九电容C19并联连接在第八二极管D8的阴极和地之间；第一三端稳压管U3的输入端与第八二极管D8的阴极连接，第一三端稳压管U3的输出端通过第二十电容C20接地；所述第二光电耦合器PC2的1脚通过第二十电阻R20 连接至第二十一电阻R21和第八二极管D8的阴极之间的节点连接，2脚通过第十八电容C18连接至第二十一电阻R21和第二十二电阻R22之间的节点连接，3脚与第二芯片U2的VC接口连接，4脚与第二芯片U2的FB接口连接；所述第二三端稳压管U4的输入端与第十八电容C18和第二十二电阻R22之间的节点连接，第二三端稳压管U4的输出端与第二光电耦合器PC2的2脚和第十八电容C18之间的节点连接；风机连接在所述第四晶体管Q4的集电极与第十九电容C19和第二三端稳压管U4的输入端的节点之间，第四晶体管Q4的基极通过第二十五电阻与控制器连接，第四晶体管Q4的发射极通过第二十三电阻R23接地，所述第二十三电阻R23与第四晶体管Q4的发射极之间的节点通过第二十四电阻R24与控制器连接。

进一步地，所述主变压器的输入端设有第一浪涌保护电路，所述辅助变压器的输入端设有第二浪涌保护电路。

本实用新型的有益效果为：本申请通过在充电器中增设了独立辅助电源电路，提高了系统的稳定性和产品的可靠性；并且，由于控制电源不作为产品功率输出，故在输出负载短路的情况下也能工作正常让CPU工作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的主开关电源电路图。

图2为本实用新型一个实施例的辅助电源电路图。

图3为本实用新型一个实施例的控制器的原理图。

具体实施方式

本申请公开了一种高可靠性智能充电器，包括主开关电源电路、与所述主开关电源电路连接的辅助电源电路以及分别与所述主开关电源电路和辅助电源电路连接的控制器。其中，该申请中的采用的控制器可选用如图3所示的CPU，其还可以直接采集系统输出的电压电流，以及系统的温度。本申请通过在充电器中设置独立辅助电源电路，提高了系统的稳定性和产品的可靠性。

根据本申请的一个实施例，如图1所示，所述主开关电源电路包括依次连接的整流滤波电路、主变压器和第一输出控制电路，以及通过转换开关与所述整流滤波电路连接脉宽调制开关电路。该使用外围器件少的U 5芯片进行控制，内置了高压MOS管，电路简洁，具体电路原理如下：

根据本申请的一个实施例，所述整流滤波电路包括一端与AC2端连接的断路器、一端与AC1端连接的第一电阻R1以及依次并联连接断路器的另一端和第一电阻R1的另一端的第二电阻R2、第一电容C1、整流变压器T1、桥式整流器BR和第一滤波电路；所述主变压器的输入线圈与所述第一滤波电路的输出端连接。

根据本申请的一个实施例，所述主变压器的输入端设有第一浪涌保护电路，所述第一浪涌保护电路包括第一二极D1和并联连接的第三电容C3和第四电阻 R4若，所述第一二极D1的阴极与第三电容C3和第四电阻R4若之间的节点连接，所述第一二极D1的阳极与主变压器的输入线圈的同名端连接。其中，第三电容C3和第四电阻R4若用于抑制反向峰值电压对第一二极D1的影响，以保护第一二极D1耐压不足不致引起可能的损坏。

根据本申请的一个实施例，所述第一输出控制电路包括第二二极管D2、第十三电阻R113、第十二电容C12、第十三电容13、第十四电阻R14和第十五电阻R15；所述第二二极管D2的阳极与所述主变压器的输出线圈的同名端连接，所述第十三电阻R113和第十二电容C12串联后并联在所述第二二极管D2 的两端，所述第十三电容13和第十四电阻R14并联后再并联连接在主变压器的输出线圈的异名端和第二二极管D2的阴极之间，输出接口与所述第十四电阻R14的两端相连接。变压器输出的电压经第二二极管D2整流，经第十三电容13滤波，在经第十三电阻R113、第十二电容C12电磁干扰吸收后产生直流电压。此外，在第一输出控制电路与输出接口之间还设有反接保护器，所述反接保护器包括第二晶体管；所述第二晶体管的漏极与输出接口连接，栅极通过第十五电阻R15与变压器的输出线圈的异名端连接。

根据本申请的一个实施例，所述脉宽调制开关电路包括第一芯片U1和第一晶体管Q1，所述第一晶体管Q1的漏极通过一转换开关与所述主变压器的输入线圈的同名端连接，第一晶体管Q1的栅极通过第十一电阻R11接地，第一晶体管Q1的漏极与栅极之间连接有第十电容C10；第一晶体管Q1的源极与第一芯片U1的6脚连接有并联连接的第三二极管D3和第八电阻R8；第一芯片 U1的7脚通过第九电容C9接地；第一芯片U1的8脚通过第七电阻与4脚连接，通过第八电容C8接地；第一芯片U1的4脚通过第四电阻R4若与3脚连接，通过第七电容C7接地；第一芯片U1的3脚通过并联连接的第五电容R5 和第六电阻R6接地，通过串联连接的第九电阻R9和第十电阻R10连接至第一晶体管Q1的源极，且第九电阻R9和第十电阻R10之间的节点与第十一电阻 R11和第一晶体管Q1的栅极之间的节点连接；第一芯片U1的1脚和2脚之间连接有并联连接的第五电阻R5和第四电容C4。

根据本申请的一个实施例，如图2所示，所述辅助电源电路的包括辅助变压器、与所述辅助变压器连接的电源控制电路和第二输出控制电路。

根据本申请的一个实施例，所述辅助变压器的输入端设有第二浪涌保护电路，所述第二浪涌保护电路包括第七二极管D7和并联连接的第十五电容C15 和第十七电阻R17，所述第七二极管D7的阴极与第十五电容C15和第十七电阻R17之间的其中一节点连接，第十五电容C15和第十七电阻R17之间的另一节点与整流滤波电路的输出端连接，所述第七二极管D7的阳极与辅助变压器的输入线圈的同名端连接。

根据本申请的一个实施例，所述电源控制电路包括第二芯片U2；所述第二芯片U2的OC接口与所述第七二极管D7的阳极连接；第二芯片U2的G接口接地；第二芯片U2的F接口与OC接口之间连接有第十九电阻R19；第二芯片U2的FB接口通过第十六电容C16接地，第二芯片U2的VC接口通过第十七电容C17接地。

根据本申请的一个实施例，第二输出控制电路包括第六二极管D6、第十四电容C14、第三晶体管Q3和第一光电耦合器PC1和稳压二极管D9；所述第六二极管D6的阳极与辅助变压器的输出线圈N1的同名端连接，第十四电容C14 连接在第六二极管D6的阴极和辅助变压器的输出线圈N1的异名端连接；所述第三晶体管Q3的集电极与所述第六二极管D6的阴极连接，第三晶体管Q3的发射极与脉宽调制开关电路连接；第三晶体管Q3的基极通过第四六电阻与第一光电耦合器PC1的3脚连接，第一光电耦合器PC1的4脚与第六二极管D6 的阳极连接；所述稳压二极管D9的阳极与第三晶体管Q3的基极连接，稳压二极管D9的阴极接地。

根据本申请的一个实施例，所述辅助电源电路还包括分别与所述辅助变压器和电源控制电路连接的风机驱动电路；所述风机驱动电路包括第八二极管 D8、第二光电耦合器PC2、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R5、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第四晶体管Q4、第一三端稳压管 U3和第二三端稳压管U4和第二光电耦合器PC2；所述第八二极管D8的阳极与辅助变压器的输出线圈N2的同名端连接；所述第二十一电阻R21和第二十二电阻R22串接后与第十九电容C19并联连接在第八二极管D8的阴极和地之间；第一三端稳压管U3的输入端与第八二极管D8的阴极连接，第一三端稳压管U3的输出端通过第二十电容C20接地；所述第二光电耦合器PC2的1脚通过第二十电阻R20连接至第二十一电阻R21和第八二极管D8的阴极之间的节点连接，2脚通过第十八电容C18连接至第二十一电阻R21和第二十二电阻R22之间的节点连接，3脚与第二芯片U2的VC接口连接，4脚与第二芯片U2的 FB接口连接；所述第二三端稳压管U4的输入端与第十八电容C18和第二十二电阻R22之间的节点连接，第二三端稳压管U4的输出端与第二光电耦合器PC2 的2脚和第十八电容C18之间的节点连接；风机连接在所述第四晶体管Q4的集电极与第十九电容C19和第二三端稳压管U4的输入端的节点之间，第四晶体管Q4的基极通过第二十五电阻与控制器连接，第四晶体管Q4的发射极通过第二十三电阻R23接地，所述第二十三电阻R23与第四晶体管Q4的发射极之间的节点通过第二十四电阻R24与控制器连接。

本申请通过设置立辅助电源，提高了系统稳定性和产品的可靠性，且控制电源不作为产品功率输出，输出负载短路也能工作正常让CPU工作；并且，由于风机电源12V与CPU电源3.3V，以及高压控制电源3842供电18V均稳定可靠，不受输出变化而变化；此外，该充电器的输出可以从0V到最大值(关闭POW＝0，R4+PC1控制的18V电源，可以让输出为0不工作，且功耗最低)，电池没电也能充；而由于输出可以从0V开始，所以可以充电最大电压以下所有电压等级的电池组，做到全系列电池的兼容充电，可以充电6V、12V、16V、 24……到硬件所能达到的最高电压。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高可靠性智能充电器，其特征在于，包括主开关电源电路、与所述主开关电源电路连接的辅助电源电路以及分别与所述主开关电源电路和辅助电源电路连接的控制器。

2.根据权利要求1所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述主开关电源电路包括依次连接的整流滤波电路、主变压器和第一输出控制电路，以及通过转换开关与所述整流滤波电路连接脉宽调制开关电路。

3.根据权利要求2所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述整流滤波电路包括一端与AC2端连接的断路器、一端与AC1端连接的第一电阻以及依次并联连接断路器的另一端和第一电阻R1的另一端的第二电阻R2、第一电容C1、整流变压器T1、桥式整流器BR和第一滤波电路；所述主变压器的输入线圈与所述第一滤波电路的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述第一输出控制电路包括第二二极管D2、第十三电阻R113、第十二电容C12、第十三电容13、第十四电阻R14和第十五电阻R15；所述第二二极管D2的阳极与所述主变压器的输出线圈的同名端连接，所述第十三电阻R113和第十二电容C12串联后并联在所述第二二极管D2的两端，所述第十三电容13和第十四电阻R14并联后再并联连接在主变压器的输出线圈的异名端和第二二极管D2的阴极之间，输出接口与所述第十四电阻R14的两端相连接。

5.根据权利要求4所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述脉宽调制开关电路包括第一芯片U1和第一晶体管Q1，所述第一晶体管Q1的漏极通过一转换开关与所述主变压器的输入线圈的同名端连接，第一晶体管Q1的栅极通过第十一电阻接地，第一晶体管Q1的漏极与栅极之间连接有第十电容C10；第一晶体管Q1的源极与第一芯片U1的6脚连接有并联连接的第三二极管D3和第八电阻R8；第一芯片U1的7脚通过第九电容C9接地；第一芯片U1的8脚通过第七电阻与4脚连接，通过第八电容C8接地；第一芯片U1的4脚通过第四电阻R4与3脚连接，通过第七电容C7接地；第一芯片U1的3脚通过并联连接的第五电容R5和第六电阻R6接地，通过串联连接的第九电阻R9和第十电阻R10连接至第一晶体管Q1的源极，且第九电阻R9和第十电阻R10之间的节点与第十一电阻R11和第一晶体管Q1的栅极之间的节点连接；第一芯片U1的1脚和2脚之间连接有并联连接的第五电阻R5和第四电容C4。

6.根据权利要求2所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述辅助电源电路的包括辅助变压器以及与所述辅助变压器连接的电源控制电路和第二输出控制电路。

7.根据权利要求6所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述电源控制电路包括第二芯片U2；所述第二芯片U2的OC接口与第七二极管D7的阳极连接；第二芯片U2的G接口接地；第二芯片U2的F接口与OC接口之间连接有第十九电阻R19；第二芯片U2的FB接口通过第十六电容C16接地，第二芯片U2的VC接口通过第十七电容C17接地。

8.根据权利要求7所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，第二输出控制电路包括第六二极管D6、第十四电容C14、第三晶体管Q3和第一光电耦合器PC1和稳压二极管D9；所述第六二极管D6的阳极与辅助变压器的输出线圈N1的同名端连接，第十四电容C14连接在第六二极管D6的阴极和辅助变压器的输出线圈N1的异名端连接；所述第三晶体管Q3的集电极与所述第六二极管D6的阴极连接，第三晶体管Q3的发射极与脉宽调制开关电路连接；第三晶体管Q3的基极通过第四六电阻与第一光电耦合器PC1的3脚连接，第一光电耦合器PC1的4脚与第六二极管D6的阳极连接；所述稳压二极管D9的阳极与第三晶体管Q3的基极连接，稳压二极管D9的阴极接地。

9.根据权利要求8所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述辅助电源电路还包括分别与所述辅助变压器和电源控制电路连接的风机驱动电路；所述风机驱动电路包括第八二极管D8、第二光电耦合器PC2、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R5、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第四晶体管Q4、第一三端稳压管U3和第二三端稳压管U4和第二光电耦合器PC2；所述第八二极管D8的阳极与辅助变压器的输出线圈N2的同名端连接；所述第二十一电阻R21和第二十二电阻R22串接后与第十九电容C19并联连接在第八二极管D8的阴极和地之间；第一三端稳压管U3的输入端与第八二极管D8的阴极连接，第一三端稳压管U3的输出端通过第二十电容C20接地；所述第二光电耦合器PC2的1脚通过第二十电阻R20连接至第二十一电阻R21和第八二极管D8的阴极之间的节点连接，2脚通过第十八电容C18连接至第二十一电阻R21和第二十二电阻R22之间的节点连接，3脚与第二芯片U2的VC接口连接，4脚与第二芯片U2的FB接口连接；所述第二三端稳压管U4的输入端与第十八电容C18和第二十二电阻R22之间的节点连接，第二三端稳压管U4的输出端与第二光电耦合器PC2的2脚和第十八电容C18之间的节点连接；风机连接在所述第四晶体管Q4的集电极与第十九电容C19和第二三端稳压管U4的输入端的节点之间，第四晶体管Q4的基极通过第二十五电阻与控制器连接，第四晶体管Q4的发射极通过第二十三电阻R23接地，所述第二十三电阻R23与第四晶体管Q4的发射极之间的节点通过第二十四电阻R24与控制器连接。

10.根据权利要求6所述的高可靠性智能充电器，其特征在于，所述主变压器的输入端设有第一浪涌保护电路，所述辅助变压器的输入端设有第二浪涌保护电路。